《混凝土工程》课件2

混凝土工程建筑工程核心课程课程目标和学习要求掌握基本理论理解混凝土材料特性和设计原理培养实践能力配合比设计与施工工艺掌握发展创新思维解决工程问题的分析能力考核方式第一章：混凝土概述基础知识混凝土定义与组成发展历程古代至现代的演变应用领域建筑、道路、水利等特性优势耐久、经济、适应性强混凝土的定义和组成水泥10%-15%，胶凝材料水15%-20%，水化反应骨料60%-75%，填充物外加剂≤5%，改善性能混凝土的历史发展1古代时期古罗马万神庙，石灰与火山灰胶结218世纪1756年，约翰·斯密顿发明水硬性石灰319世纪1824年，约瑟夫·阿斯普丁发明波特兰水泥4现代发展高性能混凝土和智能混凝土技术混凝土的应用领域建筑工程住宅楼商业建筑工业厂房交通工程公路桥梁隧道涵洞机场跑道水利工程大坝水电站引水渠道特殊工程核电站海洋平台防护工程第二章：混凝土原材料水泥：类型和特性水泥类型主要特性适用场合普通硅酸盐水泥强度发展快一般工程矿渣硅酸盐水泥水化热低大体积混凝土火山灰质水泥抗渗性好水工建筑抗硫酸盐水泥抗侵蚀性强化工厂、海工骨料：分类和要求粗骨料粒径>4.75mm碎石卵石人工骨料要求坚硬、洁净、无风化细骨料粒径≤4.75mm天然砂机制砂海砂(需处理)要求级配合理、含泥量低水：对混凝土性能的影响质量标准符合GB/T14902标准有害物质控制酸碱度、氯离子、硫酸盐含量水源选择自来水、井水、河水(需检测)外加剂：种类和作用减水剂降低用水量，提高强度引气剂提高抗冻性和耐久性缓凝/早强剂调节凝结时间和强度发展防水剂改善抗渗性能掺合料：种类和作用粉煤灰改善工作性，节约水泥，降低水化热矿渣粉提高后期强度，改善耐久性硅灰提高强度，改善密实性火山灰增强抗渗性，降低碱骨料反应第三章：混凝土性能新拌混凝土性能和易性、保水性、泌水性、抗离析性硬化混凝土力学性能强度、弹性模量、徐变、收缩硬化混凝土耐久性能抗渗、抗冻、抗碳化、抗侵蚀新拌混凝土的工作性和易性施工易于操作的程度坍落度流动性指标黏聚性混凝土内聚力可泵性通过泵送管道的能力混凝土的强度龄期(天)C30混凝土强度(MPa)C40混凝土强度(MPa)混凝土的耐久性冻融损伤水冻结膨胀造成表面剥落、开裂碳化作用降低pH值，导致钢筋锈蚀氯离子侵蚀破坏钢筋保护膜，加速锈蚀碱骨料反应形成膨胀凝胶，引起混凝土开裂混凝土的变形性能弹性变形荷载移除后可恢复塑性变形永久性变形徐变长期荷载下逐渐增加的变形混凝土的体积稳定性20μm自生收缩水泥水化体积减小400μm干燥收缩水分蒸发导致体积减小6×10⁻⁶热胀系数每℃线膨胀系数第四章：混凝土配合比设计性能目标强度、耐久性、工作性技术要求规范标准、工程特点设计方法经验法、理论法、试验法配合比设计的目标和原则1满足性能要求强度等级、耐久性指标、施工性能2经济合理在满足要求前提下降低成本3资源节约减少水泥用量，合理利用工业废料4环境友好降低碳排放，减少能源消耗配合比设计的步骤确定目标强度等级、工作性、耐久性计算水灰比根据强度和耐久性要求确定用水量基于工作性要求计算配合比各组分用量比例试配验证调整优化配合比水灰比和强度的关系水灰比28d抗压强度(MPa)骨料级配的优化连续级配密实度高、强度高、用水量低间断级配易泵送、抗离析性好最大密实度细骨料率30%-40%最佳配合比设计实例设计参数C30混凝土C40混凝土强度等级C30C40水灰比0.530.43水泥用量(kg/m³)340400水用量(kg/m³)180172砂率(%)3835减水剂(%)0.81.0第五章：混凝土生产原材料储存防潮、分类存放计量配料精确计量各组分搅拌混合确保均匀混合质量检测确保混凝土性能原材料的储存和处理水泥储存筒仓储存，避免受潮骨料堆放防止污染，分级存放外加剂管理恒温保存，避免沉淀混凝土搅拌设备自落式搅拌机适用于小规模工程，搅拌均匀性较低强制式搅拌机适用于大中型工程，搅拌效率高混凝土搅拌运输车边运输边搅拌，防止离析商品混凝土站集中生产，全自动控制混凝土搅拌工艺投料顺序骨料→水泥→水→外加剂搅拌时间强制式1-2分钟，自落式2-3分钟均匀度控制无segregation，颜色一致二次搅拌运输后重新搅拌30秒混凝土质量控制原材料检验入场检测合格证配合比验证试块强度达标生产过程控制计量精度校验出厂检验坍落度、含气量预拌混凝土生产优势集中生产，质量可控节约资源，减少浪费降低环境污染提高施工效率关键工艺全自动计量系统计算机配料控制温湿度自动调节质量追溯系统第六章：混凝土施工运输物料输送至施工现场浇筑混凝土倾倒入模振捣去除气泡，提高密实度养护保证水化反应充分混凝土运输方法搅拌运输车适用于5-100km距离泵送垂直输送≤500m，水平≤1500m皮带输送适用于短距离，斜坡运输吊斗提升高层建筑垂直运输混凝土浇筑技术分层浇筑层厚30-50cm下层初凝前浇上层连续浇筑大体积混凝土防止冷缝形成顺序控制先中间后两侧先深后浅自由倾落高度不超过2米防止离析混凝土振捣和密实插入式振捣插入深度含上层5-10cm表面振捣适用于薄板结构振捣不足产生蜂窝、孔洞混凝土养护方法湿润养护喷水、覆盖湿麻布覆膜养护塑料薄膜覆盖保湿蓄水养护适用于水平面结构涂膜养护喷涂养护剂特殊条件下的混凝土施工高温施工降低混凝土温度夜间施工加强养护使用缓凝剂低温施工保温措施加热原材料使用早强剂测温监控水下施工导管法加大水下剂量防止水流冲刷连续浇筑第七章：特种混凝土高强混凝土60MPa+强度等级C60-C120，远高于普通混凝土0.35水灰比通常低于0.3515%硅灰掺量掺加量通常为水泥质量的5-15%自密实混凝土1超高流动性坍落扩展度≥650mm抗离析性保持均匀性能自行充填性无需振捣，自行充满模板高粉体含量矿粉、粉煤灰含量高纤维混凝土聚丙烯纤维防裂，耐火性能好钢纤维提高抗弯、抗冲击强度玻璃纤维增强抗拉、抗弯性能碳纤维高模量，高强度轻质混凝土特点密度<1900kg/m³保温隔热性好自重轻强度低于普通混凝土应用高层建筑填充墙屋面保温层隔热隔音层非承重结构水下混凝土特殊要求高流动性高抗分离性缓凝性能技术处理添加水下剂增加胶凝材料低水灰比设计施工方法导管法加压灌注袋装法第八章：混凝土结构钢筋混凝土结构概述共同作用混凝土承压，钢筋承拉粘结力确保两种材料协同工作变形协调热胀系数接近预应力混凝土结构预应力原理事先施加压应力，抵消部分外荷载拉应力张拉方法先张法和后张法主要优点减小裂缝，增大跨度，节约材料应用范围桥梁、大跨度建筑、水工建筑混凝土构件的设计原则1安全可靠满足承载力和变形要求耐久适用满足使用寿命要求经济合理材料用量最优化施工便捷考虑施工工艺可行性混凝土结构的耐久性设计环境分类定义侵蚀等级设计使用年限确定目标寿命材料选择对应环境选材结构防护保护层设计混凝土结构的施工要点模板工程确保尺寸准确，刚度足够钢筋工程满足保护层厚度，位置准确混凝土浇筑确保密实，避免冷缝质量检验强度测试，外观检查第九章：混凝土质量控制1原材料质控材料检验、抽检2生产质控配合比、搅拌质量3施工质控运输、浇筑、养护4硬化质控强度、耐久性检测混凝土原材料的质量控制材料主要检测项目控制标准水泥强度、细度、安定性GB175粗骨料级配、含泥量、压碎指标GB/T14685细骨料级配、细度模数、含泥量GB/T14684外加剂减水率、含气量、凝结时间GB8076掺合料细度、活性指数GB/T1596新拌混凝土的质量控制温度控制5-35℃，夏季不超过30℃坍落度±20mm，每小时检测一次含气量3%-5%，抗冻区4%-6%密度检测理论值±30kg/m³硬化混凝土的质量控制强度抗渗性耐久性外观质量其他性能混凝土结构的质量验收外观质量检查表面平整度蜂窝麻面裂缝露筋尺寸偏差检查轴线位置断面尺寸垂直度标高强度检验回弹法钻芯法标准养护试块同条件养护试块常见混凝土质量问题及防治裂缝原因：温度应力、干缩、荷载过大防治：合理配筋、控制水灰比、加强养护蜂窝麻面原因：振捣不实、模板漏浆防治：控制混凝土流动性、加强振捣露筋原因：保护层偏差、钢筋位移防治：合理设置垫块、加强钢筋固定第十章：混凝土工程的可持续发展节约资源减少水泥用量，利用工业废料降低能耗改进生产工艺，优化施工方法减少排放控制粉尘，处理废水废渣循环利用混凝土废弃物再生使用绿色混凝土技术30%减少碳排放替代水泥的环保材料应用40%工业废料利用率粉煤灰、矿渣等大量应用25%能源消耗降低相比传统混凝土生产工艺混凝土再生利用拆除分类拆除混凝土结构破碎机械破碎处理筛分不同粒径分级再利用作为新混凝土骨料使用新型环保混凝土材料地聚合物混凝土无需水泥，CO2排放量降低80%